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2.2半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)2.2.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)2.2.2PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?.2.3二極管2.2.4雙極型三極管2.2.5MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管雙極型晶體管(bipolarjunctiontransistor)簡(jiǎn)稱(chēng)BJT。2.2.4雙極型三極管小功率三極管貼片三極管大小功率三極管半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型:NPN型和PNP型。1.NPN型三極管的結(jié)構(gòu)符號(hào)2.2.4雙極型三極管放大時(shí)外加偏置電壓的要求:集電結(jié)應(yīng)加反向電壓(反向偏置)發(fā)射結(jié)應(yīng)加正向電壓(正向偏置)2.放大狀態(tài)下載流子的運(yùn)動(dòng)2.2.4雙極型三極管

(1)發(fā)射結(jié)加正向電壓,形成電子擴(kuò)散電流IEN和空穴擴(kuò)散電流IEP。由于基區(qū)參雜濃度很低,IEP

很小。IE=IEN+IEP≈IEN。2.放大狀態(tài)下載流子的運(yùn)動(dòng)2.2.4雙極型三極管

(2)集電結(jié)加反向電壓,收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子(ICN),另外,基區(qū)集電區(qū)本身存在的少子,在集電結(jié)上存在漂移運(yùn)動(dòng),由此形成電流ICBO。

IC=ICN+ICBO≈ICN2.放大狀態(tài)下載流子的運(yùn)動(dòng)2.2.4雙極型三極管IB=IEP+IBN-ICBO=IEP+IEN-ICN-ICBO=IE-IC(3)電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合(IBN)2.放大狀態(tài)下載流子的運(yùn)動(dòng)2.2.4雙極型三極管IB?確定IB的方法:保證基區(qū)空穴濃度不變,少掉多少空穴,就補(bǔ)充多少空穴。(4)電流分配關(guān)系

β一般為50

200之間。2.放大狀態(tài)下載流子的運(yùn)動(dòng)2.2.4雙極型三極管BJT是一種電流控制器件。三極管工作示意圖2.2.4雙極型三極管思考:為什么三極管的基區(qū)寬度窄、雜質(zhì)濃度低可以提高三極管放大能力?2.2.4雙極型三極管減少?gòu)陌l(fā)射區(qū)進(jìn)入基區(qū)的電子與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì),使盡量多的電子進(jìn)入集電區(qū),從而提高三極管的放大能力。伏安特性曲線是指各電極之間的電壓與電流之間的關(guān)系曲線,也稱(chēng)為三極管的外特性。3.BJT的伏安特性2.2.4雙極型三極管BJT的伏安特性是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律在管子外部的表現(xiàn)。(1)輸入特性曲線

iB=f(vBE)

vCE=const.(2)輸出特性曲線iC=f(vCE)

iB=const.

iB=f(vBE)

vCE=const.②隨著vCE增大,特性曲線右移。(1)輸入特性曲線③

當(dāng)

vCE>1V以后,特性曲線幾乎重疊。3.BJT的伏安特性2.2.4雙極型三極管①

形狀相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。iC=f(vCE)

iB=const.(2)輸出特性曲線截止區(qū):

vBE小于死區(qū)電壓。

iB=0,iC=ICEO0,三極管如同工作于斷開(kāi)狀態(tài)。2.2.4雙極型三極管放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。iC基本不隨vCE變化,但隨iB的增大而線性增大,且iC=iB。飽和區(qū):vCE很小,一般vCE

vBE,此時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。

一般vCES=0.2V,稱(chēng)為飽和壓降iC

iB。(1)關(guān)的條件(管子截止)

當(dāng)vI<0.7時(shí),vBE<0.7V,iB≈0,iC≈0,vO≈VCC。三極管在電路中有三種工作狀態(tài):放大狀態(tài)、截止?fàn)顟B(tài)、飽和狀態(tài)。2.2.4雙極型三極管4.BJT工作狀態(tài)的判斷(2)開(kāi)的條件(管子飽和)

2.2.4雙極型三極管4.BJT工作狀態(tài)的判斷2.2.4雙極型三極管(1)三極管處于放大狀態(tài)的外部條件是什么?答:發(fā)射結(jié)應(yīng)加正向電壓(正向偏置);集電結(jié)應(yīng)加反向電壓(反向偏置)。(2)測(cè)得某硅晶體三極管的電位如圖所示,判斷管子的工作狀態(tài)是

。

A.放大狀態(tài)B.截止?fàn)顟B(tài)C.飽和狀態(tài)D.擊穿狀態(tài)(3)在一電路中,測(cè)得三極管各極的直流電位分別為,VX=2.5V,VY=1.8V,VZ=7.5V(VCC為12V),則這三個(gè)極分別為X

,Y

,Z

,三極管的管型是

,三極管工作在

區(qū)?;鶚O,發(fā)射極,集電極,NPN,放大5.思考題(5)晶體管電路如圖所示,試判斷各晶體管處于什么狀態(tài)?2.2.4雙極型三極管解:根據(jù)圖中參數(shù)因?yàn)镮B<IBS,故T1管處于放大狀態(tài)。(6)三極管是如何放大模擬信號(hào)的?2.2.4雙極型三極管(7)三極管是如何構(gòu)成門(mén)電路的?2.2.4雙極型三極管

(8)分析以下電路,計(jì)算VO的電壓值

。假設(shè)VBE為0.6V,基極電流可以忽略。2.2.4雙極型三極管

①T1的基極電流為0,T1基極對(duì)地電壓為4V。4V

②VBE1為0.6V,T1發(fā)射極為+3.4V,在R3中流過(guò)的電流為3.4mA。+3.4V3.4mA↓

③VBE2

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